Question

【题目】某化学兴趣小组对一种废旧合金(含有Cu、Fe、Si等元素)进行分离、回收再利用，所设计工艺流程如下。

已知:298K时，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10—38，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10一20，

Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10—13

回答下列问题:

(1)操作I、Ⅱ、Ⅲ为________，固体B为_________ (填化学式)。

(2)加人过量FeCl3溶液过程中与较不活泼的金属反应的离子方程式__________________。

(3)调节pH至2.9～3.2的目的是分离_________ (填离子符号)

(4)①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式为_________________。

②若用 a mol/LKMnO4溶液处理溶液b，当恰好反应时消耗KMnO4溶液V mL，所得红棕色固体C的物质的量为_________(用含a、v的代数式表示)

(5)常温下，若溶液c中所含的金属阳离子浓度相等，向溶液c中逐滴加入KOH溶液，最后生成的沉淀为_________ (填化学式)。

(6)用惰性电极电解时阳极产生标准状况下的气体6.72L，阴极得到的电子数为0.8NA，则生成氧气的物质的量为________ mol.

Answer 1

【答案】 过滤 Cu 2Fe3+ +Cu= 2Fe2++Cu2+ Fe3+ MnO4- + 5Fe2+ + 8H+= Mn2++ 5Fe3++4H2O 2.5aV×10－3mol Mn(OH)2 0.1

【解析】试题分析：由流程可知，合金经氯化铁溶液溶解后把其中的铁和铜溶解，过滤后除去硅；向滤液中加入过量的铜，把过量的Fe3+还原，过滤得到铜，再向滤液中加入酸性高锰酸钾溶液把亚铁离子完全氧化为+3价铁离子，然后再加碱调节pH使+3价铁离子转化为氢氧化铁沉淀；滤液经处理后电解，阳极得到氯气和氧气、阴极得到铜。

(1)操作I、Ⅱ、Ⅲ为过滤，固体B为Cu。

(2) FeCl3溶液与较不活泼的金属铜反应的离子方程式为2Fe3+ +Cu= 2Fe2++Cu2+。

(3)调节pH至2.9～3.2的目的是分离Fe3+。

(4)①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式为MnO4- + 5Fe2+ + 8H+= Mn2++ 5Fe3++4H2O。

②若用 a mol/LKMnO4溶液处理溶液b，当恰好反应时消耗KMnO4溶液V mL，由反应的离子方程式可知，n(Fe3+)=5n(KMnO4)=5V =5aV ，所得红棕色固体C为Fe2O3，其物质的量为2.5aV×10－3mol 。

(5)常温下，溶液c中所含的金属阳离子为Fe3+、Cu2+和Mn2+，若三者浓度相等，向溶液c中逐滴加入KOH溶液，因为Ksp[Fe(OH)3] Ksp[Cu(OH)2] Ksp[Mn(OH)2]，所以先生成的沉淀是Fe(OH)3（由流程可知，pH=3.2时，Fe3+沉淀完全，而Cu2+和Mn2+尚未开始沉淀），最后生成的沉淀为Mn(OH)2。

(6)用惰性电极电解时阳极产生标准状况下的气体6.72L，阴极得到的电子数为0.8NA，由电子转移守恒得，4n(O2)+2[]=0.8mol，则生成氧气的物质的量为0.1mol.